毕业设计（论文）-汽车覆盖件的冲压模设计说明书.doc

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1、广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 1 摘要摘要 本文介绍了汽车中地板后横梁中段加强件冲压模的设计过程。分析了汽车覆盖件及 其冲压模的特点及要求。对零件的 UG 数学模型进行了分析，该零件数学模型为由片体构 成的非参数化特征（umparameteied） 。由于零件数学模型是以整个汽车为基准设计的，为 了得到合格的零件产品，必须先进行拉深方向的确定，然后进行了拉深件的设计。拉深 件的设计包括工艺补充、压料面，拉延筋的设计。以拉深件为基础进行了两套冲压模具 的三维设计并进行了装配。由三维模具再进行模具的二维设计。最后还介绍了两种汽车 覆盖件模具制造先进制造技术：实型制

2、造与刃口堆焊技术。 关键词：关键词：汽车覆盖件，数学模型，工艺补充，冲压模，UG. This article introduced the process of stamping die design of in front of the automobile the host column strengthens . Has analyzed the the characteristic and the request of automobile cover and its stamping die. Has carried on the analysis to the components

3、 UG mathematical model, this components mathematical model for the non-parameter characteristic which constitutes by the piece body (umparameteied). Because the components mathematical model is take the entire automobile as the datum design, in order to obtain the qualified components product, must

4、first carry on stamping the direction determination, then has carried on stretch component a design. Stretch component a design supplemented including the craft that, presses the material surface, strecth muscle design. Has carried on for the foundation two sets of stamping die molds three dimension

5、al designs and has carried on the assembly ,has entered the good mold two-dimensional design again by the three dimensional mold. Finally also introduced two kind of automobiles covers mold makes the advanced manufacture technology: Solid manufacture and piles weld technology. Key word: The automobi

6、le cover, the mathematical model, the craft supplemented ,stamping die, UG. 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 2 目录目录 前言 3 第一章 零件的分析与方案的论证 .5 一 汽车覆盖件的特点和要求 .5 二 冲压件的工艺分析 .6 三 设计方案 .7 第二章 拉延模的设计 .9 一 覆盖件拉深工艺设计 .9 二 拉延模结构与零件设计 17 三 拉延模的结构与原理说明 26 第四章 修边模的设计 31 一 修边模结构的选择 31 二 修边模结构与零件的设计 31 三 修边模调整 34 第四

7、章 覆盖件模具制造新技术 35 一 实型铸造技术 .36 二 刃口堆焊技术 36 参考文献 .39 总结 .40 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 3 前言前言 随着我国改革开放的不断深入,人民生活水平的提高，和我国加入 WTO，我国的汽车 的销售和生产得到了很大的提高。国内汽车制造业近年来得到迅速的发展，汽车产量已 名列前十名，模具工业是汽车产品开发和大批量生产的重要部分，一辆客车或轿车的约 有 80%的零部件是用模具加工制造的，而覆盖件的模具又以其大型、复杂、精密等特点而 成为模具举足轻重的部分。 目前，我国汽车模具工业还不能适应整车开发和换型要求，其中一个原

8、因是汽车模 具设计与制造水平较低，制造装备落后，为使汽车模具工业尽快满足汽车生产发展的需 要，使我国汽车工业以实力跻身于国际竞争大潮中，并取得巩固和发展。除了靠国家有 关汽车模具产业和汽车产业的方针政策外，也需要汽车模具产业成员的共同努力，在汽 车模具生产技术方面赶上世界先进水平。在未来的汽车覆盖件模具的发展趋有以下几点： 一、数学模型一、数学模型 从汽车车身设计开始，建立全车的数学模型，用以代替实体模型。数学模型是覆盖 件模具实现 CAD/CAM 技术的基础。在新的一体化的汽车车身设计和制造过程中，从产品 设计、工程图纸的绘制，结构分析、到冲模设计，模具型面的数控加工都围绕表达车身 形状和特

9、性的数学模型，展开，今后，无论是汽车覆盖件图纸，还是模具型面的加工程 序，都由定型车身数学模型自动生成。在覆盖件设计分析阶段，显示在计算机屏幕上的 数学模型可以很方便地进行缩小，放大，平移，旋转，消除隐线，图形修改，工艺补充 设计，照光着色和透视感处理从而可以有效的帮助人们观察和分析各种技术问题。 随着技术的发展，数学模型的用途也将更加广泛。因此，在现有的基础上，不断更观 念，开发应用软件，开发应用软件，扩大应用范围量项十分重要的工作。 二、二、CAECAE 技术技术 覆盖件冲模的 CAE 技术是新兴的一种判断零件成型工艺能力的技术。利用 Autoform/dynaform 等成型分析软件可以

10、预先分析零件的成型机率，可以提高模具设计的 可靠性,节省模具设计的时间和成本. 三、三、CADCAD 技术技术 覆盖件冲模的 CAD 技术是以产品的数学模型作为依据进行的。它除了使用具有较大 的数据处理能力大的计算机或工作站，还需要各种功能的软件进行支援。冲模 CAD 要根 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 4 据各种工艺进行具体的冲模设计。由于覆盖件的形状特别复杂，要实现 CAD 还是比较困 难的，因此我们今后的任务就是要不断扩大 CAD 的比例。 四、四、CAMCAM 技术技术 目前，CAM 技术应用较广泛。普遍的方法是根据主模型进行数学扫描，然后 CAM 加

11、工， 或者应用数控仿型铣床进行加工，CAM 和 CAD 相结合，将设计中的开关信息与加工中的加 工信息相结合，应用加工软件如 mastercam/powmill 等软件，由计算机进行编程，并控 制数控机床选用刀具，最佳切削量和实现刀具轨迹，这样可保证模具的高精度，达到一 次加工合格不需要反复研修。 五、五、CATCAT 技术技术 计算机辅助测量（CAT）使用三坐标测量机，可以彻底改变现有的测量手段，使模具 制造处于可靠的监控状态。 六、研修技术六、研修技术 现在的研配压力机，上工作台可以翻转 95180,下工作台可移出机床外，研修模 具非常方便，研修后复位精度可达到 0.02mm 七、七、FM

12、CFMC 技术技术 实型铸造技术（FMC）能够提供高质量的模具毛坯，铸造余量 812mm，数控加工时 粗铣和精铣各一次，就可以达到规定要求。实型铸造的模型是用泡沫状的较软的聚苯乙 烯塑料制成，型采用高速数控机床加工，能够保证均匀的余量。 八、模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术八、模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术 在整个模具价格构成中，材料所占比重大，一般在 20%30%之间，因此选用优质钢 材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用 电渣 重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特 殊性能的 模具钢。如采用粉末冶金工

13、艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高 速钢冶炼过程 中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微细， 组织均匀，没有材 料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用 尺寸稳定等特点，是一 种很有发展前途的 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 5 钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具，其优越性更加突出。这 种钢材还适用 于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口 等主要部 件。另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是 重要 方向。 模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具

14、钢材性能的关键环节。模具热处理的发展 方 向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗碳、 渗 氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积(TiN、TiC 等)、等 离子 喷涂等技术。 九、模具九、模具 CIMSCIMS 管理管理 随着现代科学技术的发展，计算机的应用技术已走向集成化，制造来也向集成化发 展，模具的 CIMS 管理包括信息管理、技术管理、物流和经营管理的许多系统。它包括从 市场分析、经营决策、产品设计、经过制造各个环节，最后到销售服务、包括原材料的、 生产和库存管理、财务资源管理等全部运转活动，在一种全局集成规指导下，一步一步 实现计

15、算机化，以实现更短的设计生产周期，改善企业经营管理，适应市场的迅速变化， 获得更大的经济效益。 第一章第一章 零件的分析与方案的论证零件的分析与方案的论证 一一 汽车覆盖件的特点和要求汽车覆盖件的特点和要求 本毕业设计的是昌河汽车中地板后横梁中段加强件，是汽车覆盖件的一部份。汽车 汽车覆盖件是指汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘的薄金属制成的异形体表面和内 部零件，轿车的车前板和车身、载重车的车前板和驾驶室等都是由覆盖件和一般冲压构 成的。覆盖件组装后构成了车身或驾驶室的全部外部和内部事关大局，它既是外观装饰 性零件，又是封闭薄壳状的受力零件。汽车覆盖的制造是汽车车身制造的关键环节。 同一般冲

16、压件相比，覆盖件具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大和表面质量要求高 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 6 等特点，覆盖件的工艺设计、冲模结构设计和冲模制造工艺都具有特殊性，因此在，在 实践中常把覆盖件从一般冲压件中分离开来，作为一种特殊类别加以研究和分析。覆盖 件的特点如下： 1 1 表面质量表面质量 覆盖件表面上任何微小的缺陷都会在涂漆后引起光线的漫反射而损坏外形的美观， 因此覆盖件的表面不允许波纹、皱折、擦伤、边缘拉痕和其它破旧表面美感的缺陷。覆 盖件上的装饰棱线和筋线和筋条要求清晰、平滑、左右对称和过渡均匀，覆盖件之间的 棱线衔接应吻合流畅，不允许参差不齐。总

17、之覆盖件不仅要满足结构上的功能要求，更 要满足表面装饰的美观要求。 2 2 尺寸形状尺寸形状 覆盖件的形状多为空间立体曲面，其形状很能难在覆盖件图上完事准确地表达出来， 因此覆盖件的尺寸形状常常借助主模型来描述。主模型是覆盖件的主要制造依据，覆盖 件科上标注出来的尺寸形状，其中包括立体曲面形状、各种孔的位置尺寸，形状过渡尺 寸，都应和主模型一致，图面上无法村标注尺寸，要依赖主模型量取，从这个意义上讲， 主模型是覆盖件的必要补充。 3 3 刚性刚性 覆盖件拉深成型时，由于其塑性变形的不均性，往往会使某些部位刚性较差，刚性 差的覆盖件受振动后会产生空洞声，用这样的零件装车，汽车在高速行驶时就会发生

18、振 动，造成覆盖件的早期破坏，因此覆盖件刚性要求不可忽略。 4 4 工艺性工艺性 覆盖件的结构形状和尺寸决定该件的工艺性。覆盖件的工艺性关键是拉深工艺性， 覆盖件一般都采用一次成形法，为了创造一个良好的拉深的条件，通常将翻边展开，窗 口补满，再加添上工艺补充，构成一个拉伸件。 二二 冲压件的工艺分析冲压件的工艺分析 本次毕业设计的零件为昌河汽车中地板后横梁中段加强件。零件上面有十一不同大 小的螺钉孔，精度要求不是很高，孔距位置要求不高。整个零件没有外形尺寸要求，精 度要求不是很高。这个零件的形状相对来说不是很复杂，拉深深度不是很深，覆盖件成 型可能性的分析是一项艰苦细致的工作，由于覆盖件的形状

19、一分复杂，其成型可能性很 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 7 难用计算的方法来准确的判断出来。因此判断覆盖件是否成型，最好的办法还是参考以 前加工的覆盖件，用类比的方法进行判断，经过多次工厂的调研，这个零件是可以通过 冲压成形的。 此零件的材料 ST13，为冷轧钢，又称特殊镇静钢，即非时效钢板，屈服点 s 240N.mm2，抗拉强度 b 为 270370Nmm2，伸出长率34%。冷轧铝镇静钢板具有一 定的强度和很好的塑性，是目前汽车上最大量的冷轧钢板，由于钢中加入了铝，固定了 钢中的氮，钢板冲压成形后，零件表面产生滑移线，称为非时效钢材9。零件图如下： 三三 设

20、计方案设计方案 1 1 方案的提出方案的提出 工艺方案是在保证冲压件的质量下，实现生产的高效和降低成本上通过上面的分析， 根据这个零件的生产批量为年产 20 万件，属于大批量生产。生产处于长期稳定状态，形 状改变可能性小，工艺方案要为流水线生产保证提供保证，每一道工序都要使用冲模， 拉延，修边，冲孔等工序同时安装在一条冲压线上。初步得出以下的方案： A A 方案：方案：先把整个零件数学模型展开，进行零件的外形尺寸计算，先下料和垂直冲孔 后拉延成形，共两套模具； 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 8 B B 方案：方案：先对整个零件数学模型进行工艺补充，后进行拉延成

21、形，然后修边，最后冲 孔，共三套模具； C C 方案：方案：先对整个零件数学模型进行工艺补充，后进行拉延成形，先修一边冲孔，后 冲孔和修另一边，共两套模具； D D 方案：方案：先对整个零件数学模型进行工艺补充，后进行拉延成形，最后同时修边和冲 孔，共两套模具。 2 方案的论证与选择 A 方案先对整个零件的展开，这就要求对整个零件的计算得非常准确，要展开整个零 件不但要有很强的数学知识，而且又要有很强的软件应用能力，由于这个数学模型为非 参数片体（unparameteied）特征，不是钣金特征，因此不能用 PRO/E 或 UG 下的钣金的 模块进行展开，以本人的计算机知识用计算机目前是不能展开

22、。只能用手工进行计算， 本人曾经参考过钣金工展开程序计算 （王杨平，治金工业出版社出版） ，因为这是这 个复杂的数学模型，有很多的复杂曲面，这需要非常复杂与大量的工作，而且计算那十 一个孔的位置也是很难确定的，因此这十一孔的位置是以它们在汽车的位置进行设计的。 还有一个孔在成形中离边的距离很小只有 4mm,很可能在后来的拉延成形的时候尺寸得不 到保证，甚至有可能拉裂，位置有可能不准确，这对后来的安装天线架可能装不上去， 因此本方案特别是展开存在理论的可能性，但实际操作起来可能行不通，或许有待软件 的开发吧，还有存在工艺的缺陷，在目前的情况下虽然这个方案只有两套模具，减少了 模具的制造成本，减少

23、了生产周期但这个方案还是不可取。 B 方案先采用了工艺补充，首先对零件进行工艺补充，压料面的补充等，得出拉深件， 进行工艺补充后，改变了原来的零件冲压方向，进行压料面的工艺补充能够很好保证材 料成形的速度的一致性，采用了加强肋，有效的防止了起皱，这有利于冲压件的顺利成 形，经过工艺补充的拉延成形的零件，零件的外形尺寸的精度得到了很好的保证。但是 先进行修边，后进行冲孔，增加了整个模具的设计与制造的复杂程度，因此 B 方案也不 是最佳的方案 C 方案与 B 方案比较都是先进行工艺补充成拉深件后，再进行修边和冲孔，所不同 的只是 C 方案采用了复合连续模，先冲一边后冲孔和修另一边，这样降低了模具的

24、复杂 程度，孔的形状尺寸和位置尺寸等也得到了很好的保证，且只使用了两套模具，降低了 模具制造成本。因此 C 方案是最佳的方案，也是本次设计采用的方案。 D 方案，D 方案进行工艺补充后，拉延成形，后同时修边和冲孔，这虽然保证了孔的 位置尺寸和外形尺寸，但增加了模具的复杂程度，增加了模具制造的费用和时间， ，因此 D 方案不是最佳的方案， 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 9 第二章第二章 拉延模的设计拉延模的设计 一一 覆盖件拉深工艺设计覆盖件拉深工艺设计 在进行汽车覆盖件拉深工艺的设计的时候，为了保证覆盖件在冲压中能够顺利的成 形，首先要进行拉深件的设计，即根据

25、冲压零件的图设计出拉深件图。拉深件图不仅要 有好的工艺性，而且要为后边的修边等工序创造良好的条件，如为修边工序预冲工艺孔、 工艺缺口等。拉深件的设计包括选择合理的拉深流动方向，工艺补充和压料面的设计等 工作，然后选择其它工艺参数和设备参数。 1 拉深方向的选择 汽车覆盖件的产品是按照其在车身上的安装位置绘制的，故大多数情况下与冲压时 放置的位置不一致，所以必须将产品图所示的位置进行改变，选择一个最合适的位置使 之有利于冲压过程的顺利进行，这就是选择拉深方向的过程。 （1） 冲压方向对拉深成形的影响 汽车覆盖件拉深成形时，所选择的拉深冲压方向（以下简称拉深方向） ，是否合理， 将直接影响：凸模能

26、否进入凹模、毛坯的最大变形程度、是否能最大限度地减拉深件各 部分的深度差、是否能使各部分毛坯之间的流动方向和流动速度差比较小、变形是否均 匀、是否能充分发挥材料的塑性变形能力、是否有利于防止破裂和起皱等质量问题的产 生等。也就是说，只有选择了合理的拉深方向，才能使拉深成形过程顺利实现 。 （2） 选择拉深方向的原则 1）保证能将拉深件的全部空间形状（包括棱线、肋条和鼓包等）一次拉深出来，不 应有凸模接触不到的“死区” ，即要保证凸模能全部进入凹模。 2）有利于降低拉深的深度。拉深度太深，会增加拉深成形的深度，容易产生破裂、 起皱等质量问题；拉深深度太浅，则会使材料在成形过程中得不到较大的的塑性

27、变形， 覆盖件的刚度得不到加强。因此，所选择的拉深方向，应使拉深件的尝试适中，既能充 分发挥材料的塑性变形能力，又能使成形过程顺利完成。深度差最小 ，以减小材料流动 和变形分布的不均匀性。深度差大，材料流动性差；深度差小，材料流动和变形减小， 有利于成形，便于确定合理的拉深方向，使进料阻力均匀。 3）保证凸模与毛坯具有良好的初始接触状态，以减少毛坯与凸模的相对滑动，有利 于毛坯的变形，并提高冲压件的表面质量。 凸模与毛坯的接触面积应尽量大，保证较大的面接触，避免因点接触造成局部材 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 10 料胀形太大而发生破裂。 凸模的包容角尽可能的

28、保持一致，即凸模的接触点处于冲模的中心附近，而不偏 离一侧，这样有利于拉深过程中法兰上各部分材料较均匀地向凹模内流入。 凸模表面与毛坯的接触点要多而分散，且尽可能均匀分布，发防止局部变形过大， 毛坯与凸模表面产生相对滑动 在拉深方向没有选择余地，而凸模与毛坯的接触状态又不理想的时候，应通过改 变压料面来改善凸模与毛坯的接触状态。通过改变压料面，使凸模与毛坯的接触点增加， 接触面积增大，能保证零件的成形质量。 有利于防止表面缺陷。对一些表面件，为了保证其表面质量，在选择拉深方向的 时候，对重要的部分要保证不产生拉深时出现的偏移、颤动线等表面缺陷。 在进行拉深件的设计时，要将确定的拉深冲压方向明确

29、标注在拉深件图 上及冲压工艺文件上，标注冲压方向时，首先要能使模具设计人员、现场施工员及操作 工人等明确辨明冲压方向而不引起异议；其次要能够使模具设计人员在进行模具设计时 方便地确定拉深模中的唯一位置。当拉深冲压方向垂直于拉深件的某一平面时，应以此 平面为基准进行标注。综合考虑，得出以下的零件的冲压方向： 冲 压 方 向 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 11 2 工艺补充部分的设计 （1 1）工艺补充的作用与对拉深成形的影响）工艺补充的作用与对拉深成形的影响 冲压方向确定之后，为适应拉深工艺的要求，对绝大多数汽车覆盖件要将其形状、 轮廓或深度进行工艺补充，设计出

30、拉深件才能进行冲压成形。工艺补充部分有两大类： 一类是零件内部的工艺补充，即填补内部孔洞，如本零件的装天线架的两个孔，创造出 适合于拉深成形的良好条件（即使是开工艺切口或工艺孔也是在内部工艺补充部分进行） ， 这部分工艺补充不增加材料消耗，而且在冲孔后，这部分材料仍可利用；另一类工艺补 充是在零件沿轮廓边缘展开（包括翻边的展开）的基础上添加上去的，它包括拉深部分 的补充和压料面两部分，这种工艺补充是为了选择合理的冲压方向，创造良好的拉深成 形条件而增加的，它增加材料的材料的损耗（如本零件的外面部分） 。 工艺补充部分的设计是冲压工艺的重要内容。工艺补充设计的合理与否，也是冲压 设计先进与否的重

31、要标志，它直接影响到拉深成形时工艺参数、毛坯的变形条件，变形 量大小，变形分布，表面质量，破裂，起皱等质量问题的产生等。 （2 2 ）工艺补充的设计原则）工艺补充的设计原则 1）内孔封闭补充的原则，对内部有孔的零件，首先要将孔洞部分进行封闭补充，使 零件成为无内孔制作。但若该部分属于内部的局部成形部分则要进行变形分析。一般这 部分成形属于胀形成形，若其胀形变形超过材料的极限变形，需要在工艺补充部分预冲 孔或切口，以减小胀形变形量。 2）简化拉深件结构形状原则，拉深件的结构形状越复杂，拉深成形过程中的材料的 流动和塑性变形就越难控制。所以，零件外部的工艺补充要有利于使拉深件的结构、形 状简单化，

32、越接近于基本形状零件，冲压成形过程中的材料的流动和塑性变形就越容易 控制。 3）对后工序有利原则，设计工艺补充时要考虑对后工序的影响。要有利于修边等后 工序中件的定位稳定、可靠，尽量能够进行垂直修边、垂直翻边，以便于采用结构简单 的模具。在进行工艺补充时，要考虑到模具压料面或拉深肋槽的修理时，不能影响到修 边线；保证修模的凸模和凹模能有足够的强度；凸模和凹模的圆角的大小有利于毛坯的 变形和塑性流动等。在本零件的工艺零件的压料面的一部分就是覆盖件的法兰面。拉深 使用中，模具的压料面要进行调整，并且在使用一段时间之后要对已产生磨损的拉深肋 和拉深肋槽进行打磨加工，为不使其影响到修边线，为不使其影响

33、到修边线，一般修边 线到拉深肋的距离为 25mm，修边线到凸模圆角的距离应保证在使用中不致因凸模圆角的 磨损而影响到修边线，一般取 35mm，凸模圆角半径就根据拉深深度和形状来确定，一 般 310mm。对拉深深度浅的和直线部分取 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 12 下限，对于拉深深度深的和形状复杂部分取上限。凹模圆角半径对拉深毛坯的流动和阻 力影响极大，其大小必须合适，当凹模圆角半径也是工艺补充的组成部分时，rd取 810mm；当凹模圆角部分本身就是覆盖件的组成部分时，首先要保证拉深成形工艺的要 求，若因此而导致 rd大于零件要求的圆角半径，则要在以后的工序中

34、进行修整圆角。 综合考虑了上面的因素，得出了以下的工艺补充的示意图 充充充充充充充 3 压料面的设计 （1 1）压料面的作用是对拉深件的影响）压料面的作用是对拉深件的影响 压料面是指凹模圆角以外的且在拉深开始时，凹模与压边圈压住毛坯的部分。它是 工艺补充的一个重要组成部分，对汽车覆盖件的成形起着重要的作用。本零件的拉深件 的压料面全部为工艺补充部分，有的拉深件的压料面则由零件的法兰部分和工艺补充部 分共同组成。 在拉深开始前，压边圈将毛坯压紧在凹模压上，拉深后，凸模的作用力与压料面上 的阻力共同形成毛坯的变形力，使毛坯产生塑性变形，实现拉深成形过程。通过压料面 的变化，可能使拉深件的深度均匀，

35、毛坯流动阻力的分布满足拉深成形的需要。压料面 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 13 设计得是否合理，直接影响到压料毛坯向凹模内流动的方向与速度、毛坯变形的分布与 大小，破裂起皱等问题的产生。压料面设计不合理，还会在压边圈压料时就形成皱折、 余料、松驰等。 （2 2）压料面的设计原则）压料面的设计原则 设计压料面是要考虑两种情况，一种是压料面的一部分就是拉深件的法兰面，这种 拉深件的压料面的形状已定，一般不改变其形状，即使显了改善拉深成形条件而作局修 改，也是在后工序中进行整形校正。另一种情况是压料面全部属于工艺补充部分（如本 零件） 。后一种情况下，主要以保证良

36、好的拉深成形工艺条件为主进行压料面的设计。 1）压料面形状尽量简单化，以水平平面为最好。在保证良好的拉深条件下，为减少 材料消耗，也可以设计成斜面，平滑曲面（如单曲面、锥面）或平面曲面组合等形状。 但是不要设计成平面大角度交叉，高度变化剧烈的形状，或在压料面上有凸起或凹坑。 因为这些形状的压面会造成材料的极不均匀分布，在拉深成形时产生起皱、堆积、破裂 等现象。 2）水平压料面应用最多，其阻力变化相对容易控制，有利于调模时调整到最有利于 拉深成形所需的最佳压料面阻力状态。向内倾斜的压料面，对材料流动阻力较小，可在 塑性变形较大的深拉深件的拉深时采用。但为保证压边圈强度，一般控制压料面倾斜角 a1

37、.5mm,为了更好的修边，取行程为 3mm,所以橡胶板的自由 状态下的高度mm h H12 25 . 0 3 . 0 25 . 0 3）橡胶块的几何尺寸 橡胶块的截面尺寸可按照表 9-24 计算2橡胶的厚度就满足以要求：0.5H/D1.5, 如果 H/D1.5，应将其分成若干块，每块就满足上述要求。 4 起吊装置 起吊装置在模具的加工、组装、安装、卸模和搬运等情况下使用，这是模具使用安 全的重要部分，在此选用和拉延模一样的起吊装置。 5 模架的设计 由于零件太大，没有标准的可选，因此要自行设计，可参照拉延模的设计的模架。 6 液压机的选择 选用 SE2-600-120-72 压力机。具体参数见

38、表 表 1-2 压力机参数表 型 号 SE2-600-120-72型式闭式单点双动数量1 吨 位 600 吨工作台尺寸3048mmX828mm 行 程 次 数 11（8）次/分 最大封闭高 度 1219mm 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 35 装 模 高 度 203.2mm-965mm滑块尺寸3048mmX828mm 滑块行 程 508mm 气垫数量气垫行程气垫能力（吨/个） 2254mm45.63 顶杆孔及位置尺寸 7 液压机的校核 由于液压机的公称力不用校核，在这里只校对液压机的闭合高度与工作台的尺寸。 模具的闭合高度为 600mm，模具的张开高度为 60

39、0+50=650mm。而液压机的开口高度为 1219mm，滑块行程 508mm，模具的最小闭合高度为 1219-508=711mm,大于模具的闭合高 度，因此需要加垫板，在此加高为 61mm 的垫板两块，这样高度为 711mm 等于模具的最 小闭合高度，而开口高度大于模具的张开高度，因此所选项的液压机合适。 8 修边模的结构与工作原理 最终得出了修边模的结构与工作原理图如下： 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 36 修边模的工作原理为：修边模的工作原理为：还没有工作前，打开上模，把工件放入到凸模 3 上进行外形固定， 必要的时候工人用手进行压正一下，上模开始工作，

40、由于压料板 4 比修边凹模高最低点 低，因此压料板先接触工件，在下模向下工作的过程中，弹簧 10 开始工作，弹簧的弹力 把工件压紧在凸模上，上模继续下运动，修边凹模具 5 开始工作，把工件的多余的材料 切掉，同时冲头 12 等把孔冲出。修边凹模具继续向下运动最后与废料刀把料分成几块， 这样就完成了修边工作，废料掉下，上模向上运动，汽缸 14 开始动作把工件从凸模上顶 出，完成整个修边过程。 三三 修边模调整修边模调整 1 调整的基本要求 （1）过调整的修边模能够顺利地安装在指定的冲压设备上。 （2）各机构动作灵活、准确、协调，符合设计要求，操作安全可靠。 （3）能稳定的冲压出合格的工件 2 调

41、整程序 （1）认真消化了解修边模的结构，前后有关冲压工序和有无特殊要求 （2）根据覆盖件轮廓估算冲切力数，选定相应吨位冲压设备，并确定冲床滑 块上限位置，下限位置和冲切速度 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 37 （3）垂直修边确定冲床滑块下限位置时，应一步一步调整。垂直冲切刃口的 动作经过调整使之协调，不产生碰撞，确定下限位置 （4）调整刃口进入深度，一般为 0.52mm,最深不能超过 2mm （5）调整冲切间隙，首先要满足修边模制造中的冲切间隙要求，通过试冲之 后，检查工件切断面质量到要求的目的，使冲切间隙控制在合理数值范围内。 3 3 修边试冲产生的主要缺陷

42、及消除方法修边试冲产生的主要缺陷及消除方法 修边试冲产生的主要缺陷及消除方法表修边试冲产生的主要缺陷及消除方法表 冲压缺陷产生原因解决办法 形状尺寸不正确冲模基准件刃部形状不 正确 修正冲模基准刃部形状，尺寸至 要求，再按修正后的基准件调整 非基准件部，保持间隙均匀 剪切断面光亮带窄，甚至出 现双光亮带 冲切间隙过小修整冲模非基准件（冲压件尺寸 公差允许，也可适当修整冲模基 准件刃部）尺寸，合理增大冲切 间隙 剪切断在光亮带窄，圆角太 大，甚至出现拉长毛剌 冲切间隙太大更换冲模非基准件（不影响冲压 尺寸公差，也可更换冲模基准件） 。 调整镶块的位置。刃口烧焊补偿 剪切断面光亮带不均冲切间隙不均

43、匀修整冲模非基准件间隙小部分的 刃口，重要装配调整冲切间隙， 调整刃部镶块位置 定位部分出现压伤，划痕变 形 (1)冲模定位面和冲压不 吻合 (2)冲模定位不清洁 （1）按合格工序冲压 件研配修整冲模的定型面 （2）清洁冲模定位型 面 第四章第四章 覆盖件模具制造新技术覆盖件模具制造新技术 科学技术的迅速发展，使许多新材料，新技术和新工艺在覆盖件设计和制造中得到 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 38 应用。现代的模具技术已经成为金属切削，物理学化学加工，特种铸造和计算机技术等 为一体的综合技术领域，本次毕业设计为了得到更好的工件的质量，缩短模具制造周期， 采用了

44、实型铸造和堆焊两项新的技术，下面分别进行介绍。 一一 实型铸造技术实型铸造技术 实型铸造技术实型铸造技术是在覆盖件在采用 CAM 制造技术后，要求铸造毛坯的加工余量均匀、 缩小的基础上，而产生的就应用技术。用数控机床加工时，如果加工余量过大，走刀次 数增加必须占用过多的机时，这显然是不经济的。一套大型拉延模加工需要 4000h 左右， 如果按机加工与钳工比为 1：1，数控仿型加工按机时按 20%计算，则数控仿型加工约需 要 400h（一般为粗加工和精加工各一次） ，可见，每增加一次走刀，需要 200h，按机时 费用 300 元/h 计算，每增加一次加工，要多付加工费 6 万元。这是一个很大的数

45、字。 实型铸造可使加工余量控制在 812mm，基本上能满足粗加工一次和精加工一次到位的要 求。 实型铸造技术采用发泡聚苯乙烯制造模型，造型时，模型埋在型砂里不取出来，浇 注金属熔液时，模型产生软化，融熔，气化和燃烧等一系列物理化学现象，最后金属熔 液占领模型空间，冷却后就可得到和模型一样的铸件。 实型铸造与一般铸造相比，实型铸造的最大特点是采用了可以气化的泡沫塑料作模 型，它的优点有： （1）以塑料代替木材，可节约木材。据统计资料表明，1t 铸件平均可节约 1.753木材，一个车型模具需要 2000t 铸件，可节约 3500m3木材。 （2）提高铸造精度，它不但减少了加工量，非加工面可直接铸到

46、尺寸，还可 以铸出木型铸造无法实现的复杂形状，而且得到组织致密的铸件。 （3）简化工序，缩短周期，泡沫塑料加工十分容易，成型简单，铸件供应可 以提前。 （4）采用无粘结剂的造型材料，节约大量型砂，所用树脂砂可回收处理反复 使用，免去了废无法处理的困难。 （5）经济效果显著，据不完全统计，实型铸件的制造费用是普通铸件的 20%30%，泡沫塑料价格不到木模的三分之一。 实型铸造用的泡沫塑料模型可以手工加工，也可以机械加工。泡沫塑料切削原理与金属 切削原理不同，它比较容易切削 广西工学院 2005 毕业设计 汽车覆盖件的冲压模设计说明 书 39 二二 刃口堆焊技术刃口堆焊技术 刃口堆焊是直接在中碳钢

47、或铸铁上，用合金焊条堆焊获得高硬度刃口的工艺方法。 它改变了传统的工艺方法，节省大量合金工具钢，降低了制模成本，是一项很有应用价 值的新技术。 堆焊可用来修复拉拉延模的凸模、凹模型面缺陷，也可用来制造修边模刃口。它是 近来模具制造中的一种新技术。 (1)铸铁堆焊焊条。铸铁堆焊要求直接堆焊，不要过渡层。由南京汽车制造厂和上海电焊 厂联合研制的 TDZ-1 和 TDZ-2 焊条在实际中应用得了很好的效果。 (2)堆焊工艺。TDZ-1 焊条焊接时电弧稳定，操作方便，焊接工艺性能良好。焊接金属为 铁素体和碳化物弥散组织。可直接堆焊铸铁，不需过渡层，焊接部分的硬度和铸铁基体 相似，能进行机械加工，耐磨性

48、能良好。在常温下不预热，焊缝不开裂，不易产生气孔， 对工件不敏感。 注意焊前焊条需要 300350烘干一个小时。焊件要清除油、锈、水等杂质。 TDZ-2 焊条操作方便，成型光泽，电弧稳定，飞溅较少，脱渣容易。焊缝金属为马氏体 和碳化物弥散组织，有良好的抗裂纹性能，不需预热，焊后不需要热处理，焊缝硬度可 达到 HRC5358，韧性好，强度高。 第五章汽车覆盖件模具第五章汽车覆盖件模具 CAMCAM 随着计算机与数控加工设备的发展，CAM（计算机辅助制造）已经在模具（特别是 在汽车覆盖件模具）生产中得到了广泛的应用，CAM 技术就是利用计算机及相应的数控 加工设备对整个加工过程进行程序化控制、管理和监督。 一一 采用采用 CAMCAM 的意义的意义 （1） 模具凹凸型面协调好。CA M 加工的依据